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励磁涌流


变压器励磁涌流的原因、特点和消除措施
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1 励滋涌流 对变压器切除外部故障后进行空载合闸,电压突然恢复的过程中,变压器可能产生很大的 冲击电流,其数值可达额定电流的 6~8 倍,将这个电流称之为励磁涌流。 产生励磁涌流的原因是变压器铁芯的严重饱和和励磁阻抗的大幅度降低。 2 励磁涌流的特点 励磁涌流数值很大,可达额定电流的 6~8 倍。 励磁涌流中含有大量的

直流分量及高次谐波分量,其波形偏向时间轴一侧。 励磁涌流具有衰减特性,开始部分衰减得很快,一般经过 0.5~1s 后,其值通常不超过 0.25~0.5 倍的额定电流,对于大容量变压器,其全部衰减时间可能达到几十秒。 3 消除励磁涌流影响所采取的补偿措施 励磁涌流的产生会对变压器的差动保护造成误动作,从而使变压器空载合闸无法进行,为 了消除励磁涌流对保护的影响,一般可以采用接入速饱和变流器的补偿措施。 3.1 接入速饱和变流器 接入速饱和变流器阻止励磁涌流传递到差动继电器中,如图 1。当励磁涌流进入差动回路 时,由于速饱和变流器的铁芯具有极易饱和的特性,其中很大的非周期分量使速饱和变流器的铁 芯迅速严重饱和,励磁阻抗锐减,使得励磁涌流中几乎全部非周期分量及部分周期分量电流从速 饱和变流器的一次侧绕组通过,变换到二次侧绕组的电流就很小,差动保护就不会动作。只要合 理调节速饱和变流器一二次侧绕组匝数,就可以更好的消除励磁涌流对差动保护的影响。

图 1 接入速饱和变流器 3.2 差动保护速饱和变流器 贵州省印江县供电局甘金桥水电站, 差动保护速饱和变流器一次侧由差动线圈 (工作线圈) 、 平衡线圈组成。由差动保护速饱和变流器的原理得出,只要合理调节差动线圈和平衡线圈,就可 以消除励磁涌流对差动保护的影响。差动线圈的具体整定是:差动线圈在 5、6、8、10、13、 20 匝处有抽头,差动继电器相应动作电流值可整定为 12、10、7.5、6、4.6、3A。

通过以上对变压器励磁涌流产生的特点及其对差动保护的影响,以及如何消除励磁涌流对 差动保护的影响进行了分析,在检查中发现速饱和变流器中的差动线圈在 20 匝处,这样继电器 的动作电流就为 3A,保护时限为 0s,而变压器实际中要产生 4.56A 励磁涌流,要在 0.5~1s 后才开始衰减,显然差动保护整定电流不能躲过励磁涌流的影响而造成断路器跳闸。将差动线圈 调整为 10 匝,动作电流为 6A 后,即解决了变压器空载合闸合不上的问题。

励磁涌流的特点 当合上断路器给变压器充电时,有时可以看到变压器电流表的指针摆 得很大,然后很快返回到正常的空载电流值,这个冲击电流通常称之为励 磁涌流,特点如下: 1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波),主要 是偶次谐波,因此,励磁涌流的变化曲线为尖顶波。 2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小, 衰减越快。因此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢,经 0.5~1s 后其 值不超过(0.25~0.5)In。 3)一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势 是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。 4)励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的 8~10 倍。当整定一台 断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定。


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